40 лет Хоневелл в России: от «поля» к «облакам»

1

Конференция Honeywell 16-18 сентября 2014

Опыт и решения Honeywell в электроэнергетике

Юрий Алексеев

2

Honeywell в электроэнергетике

• Более 25 лет Honeywell поставляет решения по автоматизации для предприятий электроэнергетики.

- Конденсационные электростанции

- Промышленные электростанции

- Теплоэлектроцентрали

- Атомные электростанции

- Гидроэлектростанции

3

HONEWELL - поставщик широкого спектра решений

автоматизации в электроэнергетике

Теплоэлектроцентрали

Конденсационные электростанции

IGCC и уголь/биомасса

газифицирующие электростанции

Промышленные

электростанции

Электростанции

комбинированного

цикла

Гидро- и геотермальные

электростанции

4

• Давление

• Температуры

• Уровня

• Расходомеры, Магнитные, Вихревые

• pH, Электропроводности,

Растворенного кислорода, Натриевые

анализаторы

• Коррозия

• Беспроводные

Широкий диапазон полевых приборов

5

Датчик он-лайн измерения коррозии

Doel 4*700 MW

Electrabel

Langerloo 560 MW

Rodenhuis 700 MW

Becoming a Standard in Power

Kallo 400 MW

6

Применение беспроводной сеть Honeywell – OneWireless в электро-теплоэнергетике.

• 253 шт. проводных датчиков Honeywell

• 101 шт. беспроводных датчиков XYR6000 Honeywell

• 4 шт. MultiNode для организации беспроводной сети

ПГУ 4x350 МВт - Shenergy Shanghai Port Power Plant, Китай

7

ТЭС - Coal Creek Station (2x600 МВт), США

• Модернизация АСУ ТП

• Система Управления Honeywell – Experion PKS

140 беспроводных датчиков

Применение беспроводной сеть Honeywell – OneWireless в электро-теплоэнергетике.

8

HONEWELL - поставщик широкого спектра решений

автоматизации в электроэнергетике

Теплоэлектроцентрали

Угольные электростанции IGCC и уголь/биомасса

газифицирующие электростанции

Промышленные

электростанции

Электростанции

комбинированного

цикла

Гидро- и геотермальные

электростанции

9

Система управления Experion PKS – лучший продукт в своем классе

•

Система управления Honeywell Experion PKS -получила награду «ENGINEERS’ CHOICE» от

журнала «CONTROL ENGINEERING» как лучший продукт в категории распределенных систем управления технологическими процессами.

10

Experion для электроэнергетики

Резервированная глобальная

база данных и истории процесса

Сервер Experion

Интегрированный

диспетчерский контроль

ACE

Регуляторы,

последовательно

логическое и

основанное

на модели объекта

управление

C300/C200 & Profit Loop

Резервированный и/или

удаленный В/В

Управление активами

предприятия

Asset Manager

Систем а сбора и

хранения производственных

данных

PHD

Удаленное управление Experion Station

Видео как датчик процесса

Digital Video Manager

Обычный пользователь

Безопасный доступ

только для чтения

Отображение

технологических

процессов Веб-сервер

eServer

Доступ к

коммерческим

приложениям

с экрана компьютера

Web Browsers

Интерфейс на основе Web технологий

Операторская станция Experion

Средства повышения

Эффективности работы

оператора ASM

Программные решения для энергосбережения и

оптимизации Adv Energy Solutions

SentientSystem

Переносная

операторская

станция

Mobile PKS

Беспроводной доступ

Advanced Applications Network

Business Network

Автоматизация

ручного ввода

IntelaTrac PKS

Video Ethernet

Расширенные приложения

для планирования управления

ресурсами предприятия Workcenter

Firewall

Supervisory Control Network

Беспроводные датчики

Противоаварийная

защита SIL 3

Safety Manager

Встроенные средства

физической безопасности

Enterprise Building Integrator

Моделирование

технологических

процессов, операторские

тренажеры

UniSim

Защита капиталовложений

для TPS/TDC

Experion на сети LCN

Process Manager

Basic Контроллер

Local Control Network

ПЛК Master Logic

~

Котлоагрегат, турбина

Удаленных вспомогательн

ых объекты

PMIO

Chassis I/O В/В

Серии С

C200 C300

GPS Master Clock & NTP

Сервер

LVS

Интерфейсы для интеграции с

системами 3-их поставщиков

11

Недавно завершенные проекты автоматизации Honeywell в электроэнергетике в странах ЕМEA

• AKZO Delesto II, 540 МВт, ПГУ, Нидерланды

• Kirkniemy, 180 МВт, ПГУ, Финляндия

• Abu Qir/Sultan, 1200 МВт, Египет

• Katowice, 120 МВт,ТЭЦ, Польша

• Esso Fawley, 150 МВт, ТЭЦ, Великобритания

• Britsh Sugar, 80 МВт, ТЭЦ, Великобритания

• Shell, 100 МВт,ТЭЦ, Великобритания

• Kellnfold 180 МВт, ТЭЦ

• Sasol, 2000 МВт, ТЭЦ, Южная Африка

• Bobov Dol, 610 МВт, Болгария

• ConocoPhillips, 760 МВт, ТЭЦ, Великобритания

• Repsol Sines, 600 МВт, ТЭЦ, Португалия

• Galp, 100 МВт, ТЭЦ, Португалия

• NUON, 4000 МВт, Голландия

• Aughinish ESB, 150 МВт, ПГУ, Ирландия

• TotalFina Edf, 150, МВт, ТЭЦ

• Sokolovska Uhelna, 400 МВт, IGCC, Чехия

• SEC 2500 MВт, Саудовская Аравия

• Grootvlei Eskom, 1200 МВт, Южная Африка

• ConocoPhillips, 1300 МВт, Великобритания

• NuonMagnum, 1200 МВт, IGCC, Голландия

• Fortum Inkoo 250 МВт, Финляндия

12

ПГУ 242 МВт Ереванской ТЭЦ (Армения г. Ереван)

• Газовая турбина: Alstom – GT13E2 мощностью 180МВт;

• Паровая турбина турбины с противодавлением: Fuji Electric Co. Ltd. мощностью 62МВт;

• Котел утилизатор: NE

• АСУ ТП – Experion PKS

(производство Honeywell)

• Пуск ПГУ: апрель 2009 г.

13

Примеры проектов АСУ ТП Среднеуральская ГРЭС – вторая очередь

Состав оборудования второй очереди

- 2 турбины Т-100/120-130 №7,8;

- 3 котла ТГМ-96 № 9, 10, 11

- Насосная третьего подъема;

- Компрессорная .

• Поэтапная реализация проекта с 2011 года

- Проект на АСУ ТП всей второй очереди (2011-2012

г.

- АСУ ТП котла №10 (2011 г.), АСУ ТП турбины №6

(2012 г.)

- АСУ ТП турбины №7 (2012)

- АСУ ТП котла №9 (2013)

- АСУ ТП котла №11 (2014)

Единая система управления/операторная АСУ ТП всей второй очередью

14

Примеры проектов АСУ ТП Назаровская ГРЭС

Назаровская ГРЭС блок №7

500 МВт

15

Примеры проектов АСУ ТП ТЭЦ Сыктывкарского ЦБК – Проект STEP

• Новый содорегенерационный котел производительностью 3560 тонн сухого вещества в день

• Новая выпарная установка производительностью 550 тонн воды в час и две новые градирни

• Интеграция системы управления паровой турбиной Siemens (86 МВт)

• Количество физических сигналов В/В более 4000

• Операторских станций 11 шт.

16

Примеры проектов АСУ ТП ПГУ 230 МВт (Грузия, Гардабани)

• 2 x GE 6FA газовых турбины,

•1 x паровая турбина (85МВт),

•2 x котла утилизатора,

•2 xгазовых компрессора

17

Примеры проектов АСУ ТП Томь-Усинская ГРЭС 2x120 МВт

18

Аппаратная платформа серии С

• вертикальная компоновка оборудования в системном шкафу:

- система распределения питания 24В

- выигрыш в плотности сигналов в среднем составляет >30% (до 41%)

- эффективный тепловой режим эксплуатация оборудования за счет наклона модулей в/в под углом 18 град.

• защитное покрытие от коррозии

• возможность горячей замены (источников питания и модулей)

19

Контроллер C300Т и модули ввода/вывода серии С для системы регулирования паровой турбины

C300Т

20 мс – исполнение

200 мс – переключение

Пар

Датчик LVDT Магнитный

датчик Измерение

скорости

Шина IOLink с высокой скоростью сканирования

- Давление

- Температура

- Другие параметры

Зубчатый редуктор Турбина

Один контроллер C300Т может управлять

даже самой мощной турбиной с помощью

одного модуля защиты от превышения

скорости и нескольких модулей

управления положением регулирующего

Применение ограниченного количества модулей

ввода/вывода позволяет выдержать ограничения,

налагаемые для обеспечения наименьшего

возможного запаздывания (<60 мс от ЦП до

регулятора расхода пара).

Модуль защиты

от превышения

скорости

Модуль управления

положением

регулирующего

клапана

Другие модули Другие модули

20

Контроллер C300Т и модули ввода/вывода серии С для системы регулирования паровой турбины

21

Модернизация системы регулирования турбины Т-100/120-130 Среднеуральской ГРЭС

Установка датчиков скорости

вращения турбине Блок защит турбиныТ-100/120-130

22

Поддержка специализированных протоколов

LAN

Операторские станции

Experion

Принтер

Резервированный

сервер Experion МЭК 61850

МЭК 60870-5-101/104

DNP3

61850

60870-5-101/104

DNP3

23

Система управления электротехническим оборудованием

24

Автоматизация подстанции ПС «Талицкая 1» 110/6 кВ АКРОН

Изм.преобр

GPS

АРМ дежурного

электрика

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

RS-485 МЭК 60870-5-101/103

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр

Ethernet

Ethernet МЭК 60870-5-104

EthernetEthernet

Модули ввода,

вывода

Сервер

Experion

RС-500

RС-500

RС-500

RС-500

Модули ввода,

вывода

Модули ввода,

вывода

Изм.преобр

Изм.преобр

Изм.преобр Изм.преобр Изм.преобр

Изм.преобр

РЗА

РЗА

Ethernet МЭК 60870-5-104

Ethernet МЭК 60870-5-104

Ethernet МЭК 60870-5-104

RS-485 МЭК 60870-5-101/103

RS-485 МЭК 60870-5-101/103RS-485 МЭК 60870-5-101/103

РЗА

РЗА

Сервер

АИИС КУЭ

ОРС сервер

Ethernet

МЭК 60870-5-104

МЭК 61850ПА

Ethernet DNP-3

25

HONEWELL - поставщик широкого спектра решений

автоматизации в электроэнергетике

Теплоэлектроцентрали

Угольные электростанции IGCC и уголь/биомасса

газифицирующие электростанции

Промышленные

электростанции

Электростанции

комбинированного

цикла

Гидро- и геотермальные

электростанции

26

UniSim - Комплексное тренажерное решение

Пакет эксплуатации UniSim

Operations Suite • Обучение оператора на моделях

UniSim Design

• Среда осуществления

управления

Пакет оптимизации UniSim

Optimization Suite • Многоуровневая оптимизация

с применением моделей UniSim

• Выполнение обновления и RTO

• Планирование и составление

графиков

Проектирование Эксплуатация Оптимизация

Жизненный цикл предприятия

Создание установки

Концептуальное проектирование Проектирование установки Реализация системы управления Разработка процедур Обучение операторов Производство

Динамическое проектирование Инженерные исследования и анализ вариантов Оценка стратегии управления Оценка процедур Программа обучения Интерактивные приложения

Оптимизация процесса

Моделирование жизненного цикла UniSim

Пакет проектирования UniSim

Design Suite • Проектирование с помощью UniSim

• Дополнение модуля динамического

моделирования

• Физическое моделирование

• Моделирование системы

управления

27

Типовая конфигурация компьютерного тренажера оператора

Модели техпроцессов и

системы управления на

имитационных

компьютерахМодем

Принтер

инструктора

Рабочая станция

инструктора

Принтер для вывода

аварийных сигналов/

снимков экрана

Имитатор установки Honeywell UniSim

с типовым управлением

Рабочие станции инженеров/

моделирования

Выносная рабочая

станция

оператора

(дополнение)

Рабочие станции

операторов

28

Один из последних реализованных проектов компьютерного тренажера в электроэнергетике

Новый пылеугольный блок 660 МВт GHECO-One

(Тайланд) со сверхкритическими параметрами пара

АСУ ТП - Honeywell (Experion PKS), GE (Mark VI), Emerson (Ovation)

29

ТЭС «Инкоо» энергоблок 250 МВт Фортум,Финляндия

OTS and Experion Turbine Control

Один из последних реализованных проектов компьютерного тренажера в электроэнергетике

30

Архитектурная схема решений AES

Архив исторических данных станции – Uniformance

РСУ и SCADA

Инфраструктура исполняемых приложений URT

Датчики и полевые устройства

Advanced

Energy Solutions

(Усовершенствованное

управление горением)

Advanced

Combustion

Control

Plant Performance

Monitor

(Мониторинг

показателей качества

работы станции)

Plant

Performance

Optimizer

(Оптимизатор

работы станции)

(Управление по

контрактным

обязательствам)

Tie

Line

Control

Master

Pressure

Control

(Мастер-регулятор

давления)

31

Компоненты AES и их назначение

Advanced Combustion Control

-Назначение Оптимизация процесса горения для котла

Строгое координирование соотношений расходов топлива и воздуха горения

-Эффект Снижение потребления топлива

Стабилизация вредных выбросов в установленных пределах

Master Pressure Control

-Назначение Координация работы паровых коллекторов

Прогнозирование загрузки паровых котлов

-Эффект Обеспечение постоянного баланса между

производимым и потребляемым паром

Стабилизация давления пара в паровой сети

Tie-Line Control

-Назначение Мониторинг текущего производства и

потребления электроэнергии

Прогнозирование требуемого для производства количества электроэнергии за контрактный период

Оптимизация значения уставки суммарного производства электроэнергии

-Эффект Оптимизация поставок электроэнергии

ACC

MPC

TLC

PPO

Plant Performance Monitor

-Назначение Расчёт ключевых показателей эффективности

Непрерывный мониторинг объёмов вредных выбросов

Непрерывный расчёт термодинамических показателей и показателей эффективности

-Эффект Анализ экономических потерь из-за постепенного

ухудшения качества работы

Определение потенциальных возможностей по улучшению качества работы

Plant Performance Optimizer

-Назначение Перераспределение суммарной нагрузки между

параллельно работающими агрегатами (котлами, турбинами)

Оптимизация значения общего КПД станции

Полное использование мощностей станции и улучшенная динамическая реакция имеющегося

оборудования -Эффект

Увеличение суммарного производства электроэнергии

Снижение суммарного потребления топлива

Использование всех мощностей

Улучшение реакции станции на изменения потребности в вырабатываемом паре и электроэнергии

PPM

ELA-B

ELA-T

32

PPO

ELA-B

MP

CTLC

ACCACC ACC

PPM

ELA-T

AES – Поперечная связь

33

AES – Энергоблоков

Блоки станции

Конденсационная турбина

Котёл

BLOCK 3

BLOCK 2

BLOCK 1

ACC

ACC

ACC

TLC

EL

A-T

ATC

ATC

ATC

34

TOT – Чешская Республика Sinopec, Китай

Применение AES

SASOL, Южная Африка Samsung Fine Chemicals, Корея

Проект : Промышленная электростанция, 16 котлов +

10 паровых турбин

Пакет решений AES: ARC, ACC, ELA-B, ELA-T, MPC

Пуск: 2005 ARC, 2007 APC

Достигнутый результат:

- Максимизация вырабатываемой

электрической мощности

- Уменьшено потепление топлива

- Увеличение устойчивости производства

Проект : ТЭЦ, 3 угольных котла + 2 паровые турбины

Пакет решений AES: : ACC/ ELA–B/ MPC/ TLC / ELA-T

Пуск: 1999 ~ 2004 (Progressive)

Достигнутый результат: - Общая эффективность увеличена 2-3%

- Уменьшение выброса вредных веществ

- Improved plant availability

Проект : Промышленная электростанция, 3 Котла + 3

паровые турбины

Пакет решений : ACC/ ELA–B/ MPC/ ELA-T

Пуск: 2002

Достигнутый результат:

- Optimized Load Allocation Benefits

- For Boilers: $900k/ year

- For Turbines: $160k/ year

- CO выбросы и NOx уменьшено на 15%

- КПД котла увеличено 1%

Проект :ТЭЦ Jinshan, 2 Котла ЦKС + 1 Паровая турбина

Пакет решений : ACC/ ATC/ MPC/ ELA-B

Пуск : 2008

Достигнутый результат

- КПД котла увеличено на 1.5%

- Температура пара увеличена на 100C

- Общий КПД увеличен на 1%

35

Внедрения

• Teplarna Otrokovice (TOT), Чешская Республика

- ТЭЦ

- 3 x 150 т/ч пара, 2 x 25 МВт

- ACC, ELA-B, MPC, ELA-T, TLC (2002-2010)

- 2-3 % снижение затрат на производство пара

- стабилизация значений выбросов парниковых газов в установленных пределах

- возможность предоставления сервиса поддержки частоты сети

36

Внедрения

• Sasol, ЮАР

- промышленная электростанция

- 17 x 540 т/ч пара, 10 x 60 МВт

- ACC, ELA-B, MPC, ELA-T (2006->)

- оптимизированный процесс горения в котлах

- скоординированное управление котлами через коллектор высокого давления

- максимизированное производство электроэнергии

- Денежная оценка достигнутого эффекта не разглашается в соответствии с политикой безопасности Sasol

Гистограмма отношения «воздух/топливо», отражающая качество

процесса горения в котле

До внедрения После внедрения

37

Внедрения

• Sinopec Shanghai Petrochemical Company, Джиншан, Китай

- промышленная электростанция

- 2 x 310 т/ч пара, 1 x 100 МВт

- ACC, ELA-B, MPC (2005-2008)

- оптимизирован процесс горения котла с ЦКС

- снижен расход топлива, извести, стабилизирована температура слоя, увеличена мощность

- годовая прибыль - $1 млн.

38

Компоненты приложения Asset Management

Визуальный

контроль

Интеллек-

туальные

приборы

Мониторинг

работы

контуров

управления

Интеграция

CMMS/ERP

Специалисты по обслуживанию и обеспечению надежности

Отчеты руководству и ключевые показатели работы

Оператор

РСУ и

архив

Единое представление

Расчёты эксплуатационных

характеристик и оценка состояния

Мониторинг

коррозии

Беспро-водной мониторинг состояния

Данные технологического процесса

Управление производственными активами

39

HONEWELL - поставщик широкого спектра решений

автоматизации в электроэнергетике

Теплоэлектроцентрали

Угольные электростанции IGCC и уголь/биомасса

газифицирующие электростанции

Промышленные

электростанции

Электростанции

комбинированного

цикла

Гидро- и геотермальные

электростанции

40

Система сбора и хранения производственных данных, визуализация производственных, KPI

Инструментальные Интерфейсы

Система Баз Данных

Исторические

Данные Процесса

История Событий

Параметры

Оборудования

Данные Приложен

ий Референтная Модель Предприятия

Параметры Оборудования

История Событий

Исторические Данные

Процесса

Данные Приложений

Унифицированный доступ к информации

DCS, SCADA, средства КИПиА

Внешние Приложения

Собственные разработки

Разработки третьих поставщиков

Система данных UNIFORMANCE

Базы данных реального времени

Референтная модель предприятия

Интерфейс данных

Workcenter / Operational Insight

является средством:

Визуализации информации

Анализа

Поддержки процессов принятия решений

Workcenter / Operational Insight позволяет:

Получать своевременную информацию

Визуализировать и анализировать данные

разных источников

Принимать решения на основе оперативной

информации

Легко публиковать результаты анализа

41

Компания NUON, Нидерланды. Система сбора, хранения и визуализации производственной информации для 10 ТЭС

42

Компания NUON, Нидерланды. Система сбора, хранения и визуализации производственной информации для 10 ТЭС

43

Компания NUON, Нидерланды. Система сбора, хранения и визуализации производственной информации для 10 ТЭС

44

Промышленная безопасность объектов

электро-теплоэнергетики

45

Интегрированные решения обнаружения пламени и газов

Обнаружение токсичных газов

Системы оповещения, сигнальные устройства

ЧМИ Experion

Позволяет избежать общих неполадок

Система пожарной и газовой

сигнализации

Детекторы пламени и дыма

Системы видеонаблюдения

Наиболее полный в отрасли пакет предложений по системам противопожарной защиты

46

Интегрированные решения обнаружения пламени и газов

47

Системы защиты промышленных объектов

Обнаружение вторжения

Наблюдение при помощи радара

Контроль доступа

Видеонаблюдение

Общий ЧМИ

Использование преимуществ широкого спектра систем Honeywell

48

Системы защиты промышленных объектов

• Альмарас атомная электростанция

• Трильо атомная электростанция

• Electrabel 2 атомных электростанции lectrabel 2 Nuclear Power Plants

49

Спасибо за внимание